專利名稱：遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，用于信號(hào)傳輸線以及帶有信號(hào)傳輸線的信號(hào)傳輸系統(tǒng)的能量輸入和輸出，其中中間放大器通過所述信號(hào)傳輸線獲得電能。
已知的信號(hào)傳輸系統(tǒng)通過信號(hào)傳輸線(例如同軸電纜)將高頻信號(hào)從信號(hào)源發(fā)送到信號(hào)輸出。為了達(dá)到此目的，遠(yuǎn)距離通常需要橋接。結(jié)果，高頻信號(hào)即使在高品質(zhì)線路上也會(huì)衰減。因此需要中間放大器來重新再現(xiàn)信號(hào)電平。
在現(xiàn)有技術(shù)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)中，這種中間放大器可以通過信號(hào)傳輸線獲得電能一這將消除對(duì)單獨(dú)供電線的需要。通常，這種設(shè)計(jì)概念的信號(hào)傳輸線被分割成由耦合件互連的許多傳輸區(qū)段或片段，這些耦合件對(duì)于高頻所需的信號(hào)表現(xiàn)出盡可能小的電阻。在所述傳輸區(qū)段中，能量通過遠(yuǎn)程饋線電抗線圈輸入或輸出，這些線圈構(gòu)成高頻所需信號(hào)的分離點(diǎn)。因此，所需的信號(hào)在輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)不會(huì)被嚴(yán)重削弱。然而，考慮到遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的特殊設(shè)計(jì)，在某些頻率下存在出現(xiàn)諧振的危險(xiǎn)，這將會(huì)限制信號(hào)傳輸線的有效的頻率范圍。
無論如何，也不管到什么程度，諧振效應(yīng)的出現(xiàn)在很大程度上由遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的自諧振特性來決定。為此，在實(shí)踐中提出了各種不同的設(shè)計(jì)方案。其中，任何出現(xiàn)的自諧振將會(huì)被削弱，或被轉(zhuǎn)換到對(duì)于所需信號(hào)不重要的頻率范圍。為了削弱遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的繞組單元的自諧振效應(yīng)，例如實(shí)踐中已知在遠(yuǎn)程饋線電抗線圈上纏繞電阻或?qū)щ妼?。作為一種選擇或作為這種削弱的替代，實(shí)踐中還知道通過改變遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的線匝和/或繞組單元的間距來引起這種自諧振的轉(zhuǎn)換。另外，還知道現(xiàn)有技術(shù)的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的線匝反向纏繞在公用鐵芯上，以便防止任何可能產(chǎn)生的噪聲場(chǎng)。
已知的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的缺點(diǎn)都源于以下的事實(shí)，即電路的自諧振將大大限制有效頻率范圍，而不管繞組和不同的繞組類型。而且，現(xiàn)有遠(yuǎn)程饋線電抗線圈所能達(dá)到的電感值被限制在給定的量值內(nèi)。另一個(gè)問題是相當(dāng)大的制造難度，特別是當(dāng)該線圈上纏繞電阻和導(dǎo)電層時(shí)。這是因?yàn)樗鼈兊拇_切尺寸和位置對(duì)于遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的諧振特性起決定作用。對(duì)于繞組的變化也是如此，因而可以下結(jié)論考慮到所需的制造精度，現(xiàn)有技術(shù)的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈對(duì)于生產(chǎn)工程提出了最高的要求。
本發(fā)明的目的是在盡可能寬的頻率范圍內(nèi)為信號(hào)傳輸系統(tǒng)提供一種位于高頻信號(hào)通路和低頻供電之間的無反應(yīng)的(reactionless)連接，同時(shí)保持所需的制造難度較小。
該目的是通過權(quán)利要求1-13中的特征實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明，遠(yuǎn)程饋線電抗線圈包括初級(jí)繞組，它最好由電絕緣的導(dǎo)電材料制造，用于承載饋電電流；和衰減電路，其具有最好由電絕緣的導(dǎo)電材料制造的次級(jí)繞組。其中，所述次級(jí)繞組和初級(jí)繞組通過電容耦合和/或電感耦合相互作用。提供由電絕緣的導(dǎo)電材料制造的次級(jí)繞組相對(duì)于可比較的現(xiàn)有技術(shù)措施來說是更簡(jiǎn)單的制造步驟。同時(shí)，它的存在使得遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的自諧振特性產(chǎn)生精確的和有效的影響，這是因?yàn)榇渭?jí)繞組的使用顯然比現(xiàn)有技術(shù)的其它手段具有更多的定位和設(shè)計(jì)選擇。
次級(jí)繞組的使用允許在電抗線圈的內(nèi)部功能機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生預(yù)期干涉(well-aimed intervention)，使得次級(jí)繞組能有效地抑制初級(jí)繞組的獨(dú)立繞組單元之間的不希望的相互影響。
優(yōu)選的，所述初級(jí)和次級(jí)繞組具有大致平行的繞組軸，特別是一個(gè)公用繞組軸。這將顯著地降低所需的制造難度。如果所述次級(jí)繞組的任何線匝在初級(jí)繞組的線匝之間延伸，則次級(jí)繞組的線匝將與初級(jí)繞組的線匝相互屏蔽。這將大大地消除初級(jí)繞組的獨(dú)立線匝之間的任何不希望的影響，這種影響發(fā)生在其它的設(shè)計(jì)中并累積起來，從而帶來不利的諧振效應(yīng)。如果初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的線匝沿徑向相互纏繞在對(duì)方頂部的線匝上，則得到有關(guān)自諧振抑制的比較相似的結(jié)果。
改變所述衰減電路的歐姆電阻的可能性(例如，通過歐姆電阻器)，使得能夠精確地影響其衰減特性。
根據(jù)本發(fā)明的次級(jí)繞組的存在使得遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的再現(xiàn)性和精確度都得到提高，同時(shí)為所述次級(jí)繞組的尺寸、材料的選擇以及布線留下了較大余地。另一種可能性是次級(jí)繞組的一端電連接到初級(jí)繞組上。而且，如果替代了復(fù)雜的用于歐姆電阻的功能電路，則將允許衰減繞組特性在頻率范圍內(nèi)的預(yù)期影響。
從權(quán)利要求、說明書和附圖中，本發(fā)明的其它有利的實(shí)施例以及進(jìn)一步的演變將非常顯著。


圖1是信號(hào)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)傳輸線的傳輸區(qū)段的示意圖；圖2示出了沒有任何自諧振支持措施的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈對(duì)信號(hào)傳輸系統(tǒng)的傳輸特性的可能的影響；圖3是本發(fā)明的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的第一實(shí)施例的視圖；和圖4是本發(fā)明的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的第二實(shí)施例的視圖。
圖1所示的信號(hào)傳輸線的傳輸區(qū)段10主要包括內(nèi)設(shè)有兩個(gè)中間放大器16的同軸電纜14。所述中間放大器16通過本發(fā)明設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈18來接收能量，這些線圈通過電容接地。通過所述遠(yuǎn)程饋線電抗線圈18的能量輸出經(jīng)過一個(gè)用于能量輸入的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈20被輸入到傳輸區(qū)段10(其有關(guān)能量供給，并通過電容器22與相鄰的傳輸區(qū)段分離)。遠(yuǎn)程饋線電抗線圈20也采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)，并且也通過電容接地。
圖2示出了沒有任何自諧振支持措施的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈對(duì)傳輸特性的可能的影響。從該視圖中可以得出結(jié)論，交流電阻在一定頻率下會(huì)降低。這等價(jià)于對(duì)將要傳輸?shù)乃栊盘?hào)的負(fù)面影響。
圖3示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈100。所述遠(yuǎn)程饋線電抗線圈100包括由銅導(dǎo)線構(gòu)成的初級(jí)繞組102，它纏繞在例如由塑料制成的管狀體104上。在所述管狀體104的內(nèi)部是由鐵磁材料制成的鐵芯106。初級(jí)繞組102具有與信號(hào)傳輸線相連的端子108和與電源相連的端子120。
由銅導(dǎo)線構(gòu)成的次級(jí)繞組112與所述初級(jí)繞組102平行延伸。次級(jí)繞組112的線匝114類似于初級(jí)繞組102的線匝110，與所述管狀體104緊密接觸并在該管狀體上延伸。從遠(yuǎn)程饋線電抗線圈的縱向還可以看到，次級(jí)繞組112的線匝114在所述初級(jí)繞組102的線匝110之間延伸并均勻間隔。所述次級(jí)繞組114由圖示的歐姆電阻116形成閉路，以得到衰減電路118。
在初級(jí)繞組102和次級(jí)繞組112的線匝110和114上，即至少在其中一個(gè)繞組上，涂有一層絕緣漆，以便使所述線匝110和114相互電絕緣。
操作中，所述初級(jí)繞組102的端子108與電路或信號(hào)傳輸線的高頻部分相連。端子120與低頻能量輸入相連，并通過用于電擊保護(hù)的電容器接地。操作中，第二繞組112與歐姆電阻器116將沿著所述初級(jí)繞組102的區(qū)段產(chǎn)生電阻負(fù)載。該負(fù)載將有效地抑制在有效頻率內(nèi)的寄生諧振的產(chǎn)生，而不會(huì)顯著影響所述遠(yuǎn)程饋線電抗線圈100在高頻應(yīng)用中的特性。
圖4示出了第二實(shí)施例的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈200。由于第一和第二實(shí)施例的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈100和200的基本設(shè)計(jì)特點(diǎn)相同，因此第二實(shí)施例的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈200中與第一實(shí)施例的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈100相同的設(shè)計(jì)元件被標(biāo)記出與第一實(shí)施例基本相同的標(biāo)號(hào)，并在原有標(biāo)號(hào)上加100。關(guān)于這點(diǎn)，還請(qǐng)參照說明書中有關(guān)第一實(shí)施例的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈100的那些部分。
遠(yuǎn)程饋線電抗線圈200的初級(jí)繞組202的各個(gè)線匝210借助于初級(jí)繞組202的導(dǎo)線材料上涂敷的絕緣漆來相互電隔離和電絕緣，在第一區(qū)域222和第二區(qū)域224相互直接緊密接觸并延伸，并在所述第一和第二區(qū)域之間的第三區(qū)域226內(nèi)相互間隔。所述次級(jí)繞組212還包括歐姆電阻216以獲得衰減電路218，并具有線匝214。從遠(yuǎn)程饋線電抗線圈200的徑向可以看到，線匝214在第一區(qū)域222內(nèi)的線匝210的外表面上延伸。所述線匝214通過它們的絕緣漆涂層相互接觸。在第二實(shí)施例的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈200中，初級(jí)繞組202的端子和次級(jí)繞組212的端子電互連。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，用于向信號(hào)傳輸線提供能量或由其撤回能量，它包括由導(dǎo)電材料制成的、用于承載饋電電流的初級(jí)繞組(102、202)，以及衰減電路(118、218)，其特征在于，所述衰減電路(118、218)包括例如由電絕緣的導(dǎo)電材料制成的次級(jí)繞組(112、212)，其中所述次級(jí)繞組(112、212)和所述初級(jí)繞組(102、202)通過電容耦合和/或電導(dǎo)耦合相互作用。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述初級(jí)繞組(102、202)和所述次級(jí)繞組(112、212)具有大致平行的繞組軸，特別是一個(gè)公用的繞組軸。
3.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述次級(jí)繞組(112)的線匝(114)在所述初級(jí)繞組(102)的線匝(110)之間延伸。
4.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述次級(jí)繞組(212)的線匝(214)纏繞在所述初級(jí)繞組(102)的線匝之間，在初級(jí)繞組的下方，或在所述初級(jí)繞組(102)的線匝(210)的外側(cè)。
5.如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述次級(jí)繞組(112、212)的所述導(dǎo)電材料是一種帶有歐姆電阻的材料。
6.如權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述衰減電路(118、218)包括例如歐姆電阻器(116、216)，以連接所述次級(jí)繞組(112、212)的端子。
7.如權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述衰減電路包括箔片或帶有歐姆電阻的導(dǎo)電漆涂層，以連接所述次級(jí)繞組的端子。
8.如權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述衰減電路包括至少一個(gè)歐姆電阻器和另一個(gè)電抗元件的結(jié)構(gòu)，以連接所述次級(jí)繞組的端子。
9.如權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述衰減電路(218)包括與所述初級(jí)繞組(202)電連接的端子。
10.如權(quán)利要求1-9中任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述初級(jí)繞組(102、202)和/或所述次級(jí)繞組(112、212)至少由一根絕緣線構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1-10中任何一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述初級(jí)繞組(102、202)螺旋形地纏繞在鐵芯(106、206)或管狀體(104、204)上。
12.如權(quán)利要求11所述的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈，其特征在于，所述管狀體(104、204)由電絕緣材料制成，并包繞由鐵磁材料構(gòu)成的鐵芯(106、206)。
13.一種帶有信號(hào)傳輸線的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，其中間放大器(16)通過所述信號(hào)傳輸線(14)獲得電能，并帶有如權(quán)利要求1-12中任何一項(xiàng)所述的用于此目的的遠(yuǎn)程饋線電抗線圈(18、20)。
全文摘要
一種遠(yuǎn)程饋線電抗線圈和信號(hào)傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程饋線電抗線圈(100),用于信號(hào)傳輸線以及帶有信號(hào)傳輸線的信號(hào)傳輸系統(tǒng)的能量輸入和輸出,其中中間放大器通過所述信號(hào)傳輸線獲得電能。為了在盡可能大的頻率范圍內(nèi)為信號(hào)傳輸系統(tǒng)提供一種位于高頻信號(hào)通路和低頻供電之間的無反應(yīng)的連接,同時(shí)保持所需的制造難度較小,本發(fā)明提供了一種遠(yuǎn)程饋線電抗線圈(100),它包括承載饋電電流的初級(jí)繞組(102)以及衰減電路(118),其中,至少作為衰減電路(118)一部分的次級(jí)繞組(112)或初級(jí)繞組(102)是由電絕緣的導(dǎo)電材料制成的,其特征在于,所述次級(jí)繞組(112)和所述初級(jí)繞組(102)通過電容耦合和/或電導(dǎo)耦合相互作用。
文檔編號(hào)H04B3/56GK1331867SQ99814690
公開日2002年1月16日 申請(qǐng)日期1999年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者賴納·施密特, 岡特·維德拉 申請(qǐng)人:福霸通訊系統(tǒng)有限公司